Беспроводные WiFi сети

WiFi или Wi reless delity Fi представляет собой технологию, разработанную в 1997 году Институтом инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (IEEE). WiFi это высокоскоростная беспроводная связь, как с Интернетом через созданные для этого точки доступа, так и между устройствами в одной локальной сети Ethernet. С WiFi, использующей семейство стандартов 802.11, схожи по принципу действия технологии Bluetooth (стандарт 802.15) и WiMax (стандарт 802.16). Основные отличия WiFi от Bluetooth и WiMax в дальности передачи данных, скорости и используемой полосе частот. Так устройства в сети WiFi должны располагаться на расстоянии друг от друга не более 60 м, Bluetooth – 10 м, WiMax – десятков километров.

Как и другие беспроводные технологии, WiFi для передачи информации использует радиосигнал и во многом похожа на двустороннюю радиосвязь. Упрощенно в каждое устройство домашней сети – мультирум, домашний кинотеатр, система «Умный дом» - встраивается или подключается беспроводной адаптер, который передает/принимает радиосигнал и декодирует его в цифровой или аналоговый сигнал, «понятный» для конкретного устройства. Другим «собеседником» в домашней сети может выступать маршрутизатор (роутер, свитч), коммуникатор, другое исполнительное устройство или пульт управления, работающие в среде сети WiFi по тому же протоколу.

Радиостанции, используемые для связи WiFi, очень похожи на радио для рации и сотовые телефоны. Они могут передавать и принимать радиоволны, и преобразовать их в цифровой сигнал или обратно, однако есть несколько главных отличий WiFi сети от других типов беспроводной связи: WiFi сети работают на частотах 2,4 ГГц или 5 ГГц. Эти частоты значительно выше, чем частоты, используемые в сотовых телефонах, рациях и т.п., что позволяет передавать больший объем информации; WiFi сети строятся по одному из протоколов семейства 802.11, разработанных IEEE.

Протоколы WiFi сетей.

Сети 802.11a передают на частоте 5 ГГц со скоростью до 54 мегабит информации в секунду. Протокол использует ортогональное разделение частот мультиплексирования (OFDM) и эффективную технику кодирования, что значительно снижает влияние внешних помех.

802.11b - самый медленный и дешевый стандарт. Какое-то время низкая стоимость делала его популярным, но теперь более быстрые стандарты стали дешевле и 802.11b вытесняется из WiFi сетей. 802.11b передает на частотах полосы радиочастотного спектра 2,4 ГГц, может обрабатывать до 11 мегабит данных в секунду и использует дополнительный ввод кода (CCK) модуляции для повышения скорости.

Стандарт 802.11g передает на частоте 2,4 ГГц, как и 802.11b, но гораздо быстрее - он может обрабатывать до 54 мегабит данных в секунду, благодаря использованию OFDM аналогично стандарту 802.11a.

802.11n является самым высоким стандартом из всех широко доступных. Этот стандарт существенно повышает скорость и дальность передачи информации и после официальной ратификации стандарта IEEE в сентябре 2009 года заявлена пропускная способность порядка 600 Мбит/с при работе на частотах 2,4 ГГц и 5 ГГц.

Другие стандарты 802,11 сосредоточены на конкретных приложениях в беспроводных сетях, как локальных, так и глобальных (WAN), позволяющих без проблем переходить с одной беспроводной сети в другую.

Маршрутизатор (роутер) в сетях WiFi.

Ни одна из домашних локальных сетей, будь то «Умный дом», мультирум или домашний кинотеатр сегодня не рассматривается, как автономное системное решение. Связь с глобальной сетью Интернет, спутниковым телевидением, коммутируемыми локальными сетями провайдера телекоммуникационных услуг в сетях WiFi выполняет роутер, который работает, как с протоколами WiFi, так и с протоколами, используемыми внешними источниками сигналов. Кроме адаптации протоколов связи внутренней и внешней сети роутер сортирует и распределяет поступающую на него информацию по включенным в WiFi сеть устройствам через подключенные к ним адаптеры. По сути, это единственный блок в WiFi сети, который содержит: порт для подключения к кабелю или DSL модему; собственно маршрутизатор, сетевой концентратор и брандмауэр, обеспечивающий безопасность WiFi сети.

Большинство роутеров обеспечивают покрытие около 100 футов (30,5 м) во всех направлениях, хотя стены и двери могут частично блокировать сигнал. Сегодня можно купить недорогие удлинители или ретрансляторы увеличения диапазона покрытия маршрутизатора, что позволяет увеличить масштаб беспроводной сети до теоретических пределов в 60 м.

Безопасность является важной частью домашней беспроводной сети WiFi, поскольку при создании открытой точки доступа роутером появляется возможность внешнего влияния на сигналы и информационные потоки во внутренней сети. Для защиты беспроводных сетей наиболее часто используют:

• WiFi Protected Access (WPA) – более перспективная защита по сравнению с WEP и сейчас является частью 802.11i протокола беспроводной сетевой безопасности. WPA использует шифрование TKIP (Тemporal Key Integrity Protocol) и, как и WEP включает в себя аутентификацию с помощью пароля;
• Media Access Control (MAC) – способ фильтрации по адресу. MAC мало чем отличается от WEP или WPA, но не использует пароль для аутентификации пользователей. Фильтр МАС разрешает доступ в локальную сеть только устройствам с конкретным MAC-адресом.